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Theorem dvcnvre

Description: The derivative rule for inverse functions. If F is a continuous and differentiable bijective function from X to Y which never has derivative 0 , then ` ``' F is also differentiable, and its derivative is the reciprocal of the derivative of F ` . (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses dvcnvre.f ( 𝜑𝐹 ∈ ( 𝑋cn→ ℝ ) )
dvcnvre.d ( 𝜑 → dom ( ℝ D 𝐹 ) = 𝑋 )
dvcnvre.z ( 𝜑 → ¬ 0 ∈ ran ( ℝ D 𝐹 ) )
dvcnvre.1 ( 𝜑𝐹 : 𝑋1-1-onto𝑌 )
Assertion dvcnvre ( 𝜑 → ( ℝ D 𝐹 ) = ( 𝑥𝑌 ↦ ( 1 / ( ( ℝ D 𝐹 ) ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvcnvre.f ( 𝜑𝐹 ∈ ( 𝑋cn→ ℝ ) )
2 dvcnvre.d ( 𝜑 → dom ( ℝ D 𝐹 ) = 𝑋 )
3 dvcnvre.z ( 𝜑 → ¬ 0 ∈ ran ( ℝ D 𝐹 ) )
4 dvcnvre.1 ( 𝜑𝐹 : 𝑋1-1-onto𝑌 )
5 eqid ( TopOpen ‘ ℂfld ) = ( TopOpen ‘ ℂfld )
6 5 tgioo2 ( topGen ‘ ran (,) ) = ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t ℝ )
7 reelprrecn ℝ ∈ { ℝ , ℂ }
8 7 a1i ( 𝜑 → ℝ ∈ { ℝ , ℂ } )
9 retop ( topGen ‘ ran (,) ) ∈ Top
10 f1ofo ( 𝐹 : 𝑋1-1-onto𝑌𝐹 : 𝑋onto𝑌 )
11 forn ( 𝐹 : 𝑋onto𝑌 → ran 𝐹 = 𝑌 )
12 4 10 11 3syl ( 𝜑 → ran 𝐹 = 𝑌 )
13 cncff ( 𝐹 ∈ ( 𝑋cn→ ℝ ) → 𝐹 : 𝑋 ⟶ ℝ )
14 frn ( 𝐹 : 𝑋 ⟶ ℝ → ran 𝐹 ⊆ ℝ )
15 1 13 14 3syl ( 𝜑 → ran 𝐹 ⊆ ℝ )
16 12 15 eqsstrrd ( 𝜑𝑌 ⊆ ℝ )
17 uniretop ℝ = ( topGen ‘ ran (,) )
18 17 ntrss2 ( ( ( topGen ‘ ran (,) ) ∈ Top ∧ 𝑌 ⊆ ℝ ) → ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) ⊆ 𝑌 )
19 9 16 18 sylancr ( 𝜑 → ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) ⊆ 𝑌 )
20 f1ocnvfv2 ( ( 𝐹 : 𝑋1-1-onto𝑌𝑥𝑌 ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) = 𝑥 )
21 4 20 sylan ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) = 𝑥 )
22 eqid ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) = ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) )
23 22 rexmet ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ∈ ( ∞Met ‘ ℝ )
24 dvbsss dom ( ℝ D 𝐹 ) ⊆ ℝ
25 24 a1i ( 𝜑 → dom ( ℝ D 𝐹 ) ⊆ ℝ )
26 2 25 eqsstrrd ( 𝜑𝑋 ⊆ ℝ )
27 17 ntrss2 ( ( ( topGen ‘ ran (,) ) ∈ Top ∧ 𝑋 ⊆ ℝ ) → ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) ⊆ 𝑋 )
28 9 26 27 sylancr ( 𝜑 → ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) ⊆ 𝑋 )
29 ax-resscn ℝ ⊆ ℂ
30 29 a1i ( 𝜑 → ℝ ⊆ ℂ )
31 1 13 syl ( 𝜑𝐹 : 𝑋 ⟶ ℝ )
32 fss ( ( 𝐹 : 𝑋 ⟶ ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ ) → 𝐹 : 𝑋 ⟶ ℂ )
33 31 29 32 sylancl ( 𝜑𝐹 : 𝑋 ⟶ ℂ )
34 30 33 26 6 5 dvbssntr ( 𝜑 → dom ( ℝ D 𝐹 ) ⊆ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) )
35 2 34 eqsstrrd ( 𝜑𝑋 ⊆ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) )
36 28 35 eqssd ( 𝜑 → ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) = 𝑋 )
37 17 isopn3 ( ( ( topGen ‘ ran (,) ) ∈ Top ∧ 𝑋 ⊆ ℝ ) → ( 𝑋 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) ↔ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) = 𝑋 ) )
38 9 26 37 sylancr ( 𝜑 → ( 𝑋 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) ↔ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑋 ) = 𝑋 ) )
39 36 38 mpbird ( 𝜑𝑋 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) )
40 f1ocnv ( 𝐹 : 𝑋1-1-onto𝑌 𝐹 : 𝑌1-1-onto𝑋 )
41 f1of ( 𝐹 : 𝑌1-1-onto𝑋 𝐹 : 𝑌𝑋 )
42 4 40 41 3syl ( 𝜑 𝐹 : 𝑌𝑋 )
43 42 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝑋 )
44 eqid ( MetOpen ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) = ( MetOpen ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) )
45 22 44 tgioo ( topGen ‘ ran (,) ) = ( MetOpen ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) )
46 45 mopni2 ( ( ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ∈ ( ∞Met ‘ ℝ ) ∧ 𝑋 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) ∧ ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝑋 ) → ∃ 𝑟 ∈ ℝ+ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 )
47 23 39 43 46 mp3an2ani ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → ∃ 𝑟 ∈ ℝ+ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 )
48 1 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝑋cn→ ℝ ) )
49 2 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → dom ( ℝ D 𝐹 ) = 𝑋 )
50 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ¬ 0 ∈ ran ( ℝ D 𝐹 ) )
51 4 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → 𝐹 : 𝑋1-1-onto𝑌 )
52 43 adantr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝑋 )
53 rphalfcl ( 𝑟 ∈ ℝ+ → ( 𝑟 / 2 ) ∈ ℝ+ )
54 53 ad2antrl ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( 𝑟 / 2 ) ∈ ℝ+ )
55 26 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → 𝑋 ⊆ ℝ )
56 55 52 sseldd ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ )
57 54 rpred ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( 𝑟 / 2 ) ∈ ℝ )
58 56 57 resubcld ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ∈ ℝ )
59 56 57 readdcld ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ∈ ℝ )
60 elicc2 ( ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ∈ ℝ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ∈ ℝ ) → ( 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ≤ 𝑦𝑦 ≤ ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) )
61 58 59 60 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ≤ 𝑦𝑦 ≤ ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) )
62 61 biimpa ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ≤ 𝑦𝑦 ≤ ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) )
63 62 simp1d ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → 𝑦 ∈ ℝ )
64 56 adantr ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ )
65 simplrl ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → 𝑟 ∈ ℝ+ )
66 65 rpred ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → 𝑟 ∈ ℝ )
67 64 66 resubcld ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) ∈ ℝ )
68 58 adantr ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ∈ ℝ )
69 65 53 syl ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑟 / 2 ) ∈ ℝ+ )
70 69 rpred ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑟 / 2 ) ∈ ℝ )
71 rphalflt ( 𝑟 ∈ ℝ+ → ( 𝑟 / 2 ) < 𝑟 )
72 65 71 syl ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑟 / 2 ) < 𝑟 )
73 70 66 64 72 ltsub2dd ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) < ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) )
74 62 simp2d ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) ≤ 𝑦 )
75 67 68 63 73 74 ltletrd ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) < 𝑦 )
76 59 adantr ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ∈ ℝ )
77 64 66 readdcld ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ∈ ℝ )
78 62 simp3d ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → 𝑦 ≤ ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) )
79 70 66 64 72 ltadd2dd ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) < ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) )
80 63 76 77 78 79 lelttrd ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → 𝑦 < ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) )
81 67 rexrd ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) ∈ ℝ* )
82 77 rexrd ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ∈ ℝ* )
83 elioo2 ( ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) ∈ ℝ* ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ∈ ℝ* ) → ( 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) < 𝑦𝑦 < ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) ) )
84 81 82 83 syl2anc ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → ( 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ ℝ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) < 𝑦𝑦 < ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) ) )
85 63 75 80 84 mpbir3and ( ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) ∧ 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ) → 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) )
86 85 ex ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) → 𝑦 ∈ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) ) )
87 86 ssrdv ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ⊆ ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) )
88 rpre ( 𝑟 ∈ ℝ+𝑟 ∈ ℝ )
89 88 ad2antrl ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → 𝑟 ∈ ℝ )
90 22 bl2ioo ( ( ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ ∧ 𝑟 ∈ ℝ ) → ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) = ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) )
91 56 89 90 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) = ( ( ( 𝐹𝑥 ) − 𝑟 ) (,) ( ( 𝐹𝑥 ) + 𝑟 ) ) )
92 87 91 sseqtrrd ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ⊆ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) )
93 simprr ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 )
94 92 93 sstrd ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑥 ) − ( 𝑟 / 2 ) ) [,] ( ( 𝐹𝑥 ) + ( 𝑟 / 2 ) ) ) ⊆ 𝑋 )
95 eqid ( topGen ‘ ran (,) ) = ( topGen ‘ ran (,) )
96 eqid ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) = ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 )
97 eqid ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) = ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 )
98 48 49 50 51 52 54 94 95 5 96 97 dvcnvrelem2 ( ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) ∧ ( 𝑟 ∈ ℝ+ ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) ( ball ‘ ( ( abs ∘ − ) ↾ ( ℝ × ℝ ) ) ) 𝑟 ) ⊆ 𝑋 ) ) → ( ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ∈ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) ∧ 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ) ) )
99 47 98 rexlimddv ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → ( ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ∈ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) ∧ 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ) ) )
100 99 simpld ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ∈ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) )
101 21 100 eqeltrrd ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → 𝑥 ∈ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) )
102 19 101 eqelssd ( 𝜑 → ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) = 𝑌 )
103 17 isopn3 ( ( ( topGen ‘ ran (,) ) ∈ Top ∧ 𝑌 ⊆ ℝ ) → ( 𝑌 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) ↔ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) = 𝑌 ) )
104 9 16 103 sylancr ( 𝜑 → ( 𝑌 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) ↔ ( ( int ‘ ( topGen ‘ ran (,) ) ) ‘ 𝑌 ) = 𝑌 ) )
105 102 104 mpbird ( 𝜑𝑌 ∈ ( topGen ‘ ran (,) ) )
106 99 simprd ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ) )
107 21 fveq2d ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ) = ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ 𝑥 ) )
108 106 107 eleqtrd ( ( 𝜑𝑥𝑌 ) → 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ 𝑥 ) )
109 108 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑥𝑌 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ 𝑥 ) )
110 5 cnfldtopon ( TopOpen ‘ ℂfld ) ∈ ( TopOn ‘ ℂ )
111 16 29 sstrdi ( 𝜑𝑌 ⊆ ℂ )
112 resttopon ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ∈ ( TopOn ‘ ℂ ) ∧ 𝑌 ⊆ ℂ ) → ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
113 110 111 112 sylancr ( 𝜑 → ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
114 26 29 sstrdi ( 𝜑𝑋 ⊆ ℂ )
115 resttopon ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ∈ ( TopOn ‘ ℂ ) ∧ 𝑋 ⊆ ℂ ) → ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
116 110 114 115 sylancr ( 𝜑 → ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
117 cncnp ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ∧ ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) → ( 𝐹 ∈ ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) Cn ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ↔ ( 𝐹 : 𝑌𝑋 ∧ ∀ 𝑥𝑌 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ 𝑥 ) ) ) )
118 113 116 117 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) Cn ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ↔ ( 𝐹 : 𝑌𝑋 ∧ ∀ 𝑥𝑌 𝐹 ∈ ( ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) CnP ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) ‘ 𝑥 ) ) ) )
119 42 109 118 mpbir2and ( 𝜑 𝐹 ∈ ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) Cn ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) )
120 5 97 96 cncfcn ( ( 𝑌 ⊆ ℂ ∧ 𝑋 ⊆ ℂ ) → ( 𝑌cn𝑋 ) = ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) Cn ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) )
121 111 114 120 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝑌cn𝑋 ) = ( ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑌 ) Cn ( ( TopOpen ‘ ℂfld ) ↾t 𝑋 ) ) )
122 119 121 eleqtrrd ( 𝜑 𝐹 ∈ ( 𝑌cn𝑋 ) )
123 5 6 8 105 4 122 2 3 dvcnv ( 𝜑 → ( ℝ D 𝐹 ) = ( 𝑥𝑌 ↦ ( 1 / ( ( ℝ D 𝐹 ) ‘ ( 𝐹𝑥 ) ) ) ) )